∑n=1N1n(n+1)=NN+1\sum_{n=1}^{N}\frac{1}{n(n+1)} = \frac{N}{N+1}∑n=1Nn(n+1)1=N+1N임을 증명하고, 급수의 합이 111임을 보이세요. SN=(1−12)+(12−13)+⋯+(1N−1N+1)=1−1N+1S_N = \left(1-\frac{1}{2}\right)+\left(\frac{1}{2}-\frac{1}{3}\right)+\cdots+\left(\frac{1}{N}-\frac{1}{N+1}\right) = 1-\frac{1}{N+1}SN=(1−21)+(21−31)+⋯+(N1−N+11)=1−N+11 N=24N = 24N=24: S24=24/25=0.96S_{24} = 24/25 = 0.96S24=24/25=0.96, 꼬리 1/251/251/25만 남습니다. 증명 보기 1n(n+1)=1n−1n+1\frac{1}{n(n+1)} = \frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}n(n+1)1=n1−n+11입니다 (통분하면 확인됩니다). 합하면 이웃 항이 소거됩니다: SN=1−1N+1=NN+1S_N = 1 - \frac{1}{N+1} = \frac{N}{N+1}SN=1−N+11=N+1N. N→∞N \to \inftyN→∞에서 1N+1→0\frac{1}{N+1} \to 0N+11→0이므로 급수의 합은 111입니다.
∑n=1∞1n(n+2)=34\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n(n+2)} = \frac{3}{4}∑n=1∞n(n+2)1=43를 증명하세요. 1n(n+2)=12(1n−1n+2)\frac{1}{n(n+2)}=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2}\right)n(n+2)1=21(n1−n+21) 이웃이 아닌 두 칸 건너 항이 소거됩니다. 증명 보기 부분분수: 1n(n+2)=12(1n−1n+2)\frac{1}{n(n+2)} = \frac{1}{2}\left(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2}\right)n(n+2)1=21(n1−n+21)입니다. SN=12[(1+12+⋯+1N)−(13+⋯+1N+2)]=12(1+12−1N+1−1N+2)S_N = \frac{1}{2}\left[\left(1+\frac{1}{2}+\cdots+\frac{1}{N}\right)-\left(\frac{1}{3}+\cdots+\frac{1}{N+2}\right)\right] = \frac{1}{2}\left(1+\frac{1}{2}-\frac{1}{N+1}-\frac{1}{N+2}\right)SN=21[(1+21+⋯+N1)−(31+⋯+N+21)]=21(1+21−N+11−N+21)입니다. N→∞N \to \inftyN→∞에서 꼬리가 사라져 12⋅32=34\frac{1}{2}\cdot\frac{3}{2} = \frac{3}{4}21⋅23=43가 됩니다.
∑n=1∞(n+1−n)\sum_{n=1}^{\infty}\left(\sqrt{n+1}-\sqrt{n}\right)∑n=1∞(n+1−n)이 발산함을 보이세요. SN=N+1−1→∞S_N = \sqrt{N+1}-1 \to \inftySN=N+1−1→∞ 망원합이지만, 소거 후 남는 것이 무한대로 갑니다. 증명 보기 SN=(2−1)+(3−2)+⋯+(N+1−N)=N+1−1S_N = (\sqrt{2}-\sqrt{1})+(\sqrt{3}-\sqrt{2})+\cdots+(\sqrt{N+1}-\sqrt{N}) = \sqrt{N+1}-1SN=(2−1)+(3−2)+⋯+(N+1−N)=N+1−1입니다. N+1→∞\sqrt{N+1} \to \inftyN+1→∞이므로 부분합은 유계가 아닙니다. 망원합이라고 항상 수렴하는 것은 아닙니다 — 소거 후 남는 항이 000으로 가야 수렴합니다.